Создание КС УКИС проводится в соответствии с парадигмой и методологическими основаниями СКИС. Конкретной синтезирующей категорией здесь является логика организации методологии СКИС [101]. Организация создания КС УКИС определяется жизненным циклом (ЖЦ) системы. На основе комплекса выполненных работ определим и представим структуру жизненного цикла КС УКИС, как развитие части структуры парадигмы СКИС (таблица 5.3) [98].

В соответствии со структурой парадигмы ЖЦ КС УКИС имеет трехуровневую иерархическую структуру: фазы-стадии-этапы. Разумеется, что каждый этап в решении конкретных задач может быть разбит на подэтапы, процедуры и т.д. В рамках структуры ЖЦ обозначим здесь наиболее значимые, на наш взгляд, аспекты синтеза КС УКИС.

В контексте СКИС можно исходить из того, что любая организация-разработчик будет самостоятельно определять содержание задачи синтеза, в частности, устанав-

Таблица 5.3

Структура жизненного цикла КС УКИС

ливать свою сеть процессов и интерфейсов и способов управления. Это входит в концептуальную основу стандартов серии ИСО 9001:2015. Следует отметить, что стандарты других уровней - национальные, отраслевые, предприятий, также являются регламентом для следующих условий создания КС УКИС [180,181]:

1. Выполнение руководящих положений по управлению качеством. КС УКИС должна повысить свою собственную эффективность, чтобы реализовать рациональным способом требования к качеству информационной продукции.

2. Заключение контракта между поставщиком (разработчиком) КС УКИС и потребителем. В данной ситуации заказчик требует, чтобы определенные характеристики КС УКИС стали частью системы качества информационной продукции заказчика, указывая при этом конкретную модель обеспечения качества.

3. Утверждение результатов разработки КС УКИС заказчиком. Это очень распространенная ситуация, когда система оценивается заказчиком. Вместе с тем, разработчик перед предъявлением и сдачей системы заказчику может получить сертификат для КС УКИС у соответствующего официального органа.

4. Сертификация или регистрация КС УКИС третьей стороной. В этой особой ситуации систему качества оценивает орган по сертификации, а фирма-разработчик берет на себя обязательства поддерживать тем самым заданный уровень КС УКИС для других потенциальных заказчиков.

Разработчик может выбрать любой из двух способов использования стандартов серии ИСО 9001:2015: способ, мотивированный заинтересованным лицом, то есть фирмой-заказчиком и способ, мотивированный руководством фирмы-разработчика [126-135]. В случае использования способа, мотивированного заказчиком, разработчик изначально определяет систему качества как ответ на непосредственные требования потребителей. При использовании способа, мотивированного руководством, именно руководство фирмы-разработчика проводит работы по определению будущих потребностей и тенденций рынка ИС. Разработчик может применять стандарты серии ИСО 9001:2015, а также другие стандарты, как модель обеспечения качества для подтверждения работоспособности КС УКИС с целью получения сертификата. КС УКИС, реализуемая при данном условии, в общем случае будет более содержательной и эффективной, чем реализуемая только по представлениям фирмы-заказчика.

В жизненном цикле перед началом этапа моделирования формулируются априорные требования, предъявляемые к КС УКИС. Эти требования должны обозначить, функциональные и структурные аспекты построения системы, способы взаимосвязи и режимы взаимодействия КС УКИС и управляемой ИС по основным платформам совместимости - информационной, программной, аппаратной и др. В связи с этим возникает необходимость определения требований к самим методам улучшения качества ИС. Эти требования установлены в рамках теоретико-методологического рассмотрения проблемы и анализа СКИС, в частности, моделирования КС УКИС, а также могут быть уточнены на этапах проектирования. В связи с этим рассмотрим некоторые стадии создания КС УКИС более пристально.

Стадия проектирования КС УКИС. На основе разработанных принципов, положений, моделей, методов и средств построения КС УКИС, полученных на стадии исследования проводится проектирование системы. Эта стадия имеет свои общие и специфические признаки.

При некоторых условиях, в частности, сравнительно небольших объемах проектирования этапы технического и рабочего проектирования могут быть объединены и составляется техно-рабочий проект КС УКИС. При создании системы необходимо тщательно спланировать проект, оценить возможные риски и обеспечить тем самым успешную работу всего коллектива разработчиков [140,143,144].

На первом этапе предпроектного обследования (ПрО) проводится изучение и анализ особенностей объекта управления - информационной системы, осуществляется сбор материалов для проектирования - определение требований, изучение объекта проектирования - КС УКИС, а также управляемого объекта - ИС. Проводится изучение условий функционирования будущей КС УКИС, например, объемно-временные характеристики информационных потоков по качеству ИС, возможная нагрузка на технические устройства, особенности состава программного обеспечения и др. Здесь же устанавливаются определенные ограничения на условия разработки - сроки выполнения этапов проектирования, имеющиеся и недостающие ресурсы, процедуры и мероприятия, обеспечивающие защиту информации и др. С учетом предварительно выполненных исследований проводится разработка и выбор варианта концепции КС УКИС. Одним из принципиальных вопросов ПрО является учет общих требований, предъявляемых к системе. Особенно тщательному анализу должны быть подвергнуты вопросы построения и функционирования имеющейся традиционной системы управления качеством ИС предприятия.

Этап разработки технического задания (ТЗ) является логическим продолжением ПрО. Материалы, полученные на этапе ПрО, используются для разработки ТЗ. Здесь формулируется назначение системы. Проводится анализ, разработка и указываются принципиальные требования, предъявляемые к КС УКИС со стороны конкретного заказчика или потенциальной группы потребителей. Формулируются требования к аппаратным, программным, информационным и организационно-правовым компонентам КС УКИС и др. Особое внимание в ТЗ уделяется разработке требований к порядку взаимодействия технологических процессов ИС и КС УКИС. Состав и содержание требований должны отображать в некотором роде идеализированное представление основных свойств КС УКИС в параметрической форме. Здесь необходимо тщательно изучить нормативные документы, содержащие требования к КС УКИС. В состав таких документов, как правило, включаются стандарты различного уровня - международные, национальные, отраслевые, предприятий, технические регламенты отрасли, ведомства, предприятия. Кроме того, информация о требованиях может быть получена из научно-технической литературы - монографии, сборники научных трудов, периодические научно-технические издания и др. В ТЗ приводится предварительное технико-экономическое обоснование проекта КС УКИС с расчетом технической и экономической эффективности системы.

На этапе технического проектирования (ТП) проводится поиск наиболее приемлемых решений по всем задачам проектирования системы. Целью этого этапа проектирования является конкретизация общих, иногда нечетких знаний о требованиях к будущей системе в более точные формулировки. На данном этапе определяются:

1. Уточненные цель, задачи, функции КС УКИС. Кроме того, рассматриваются также внешние условия функционирования системы, распределение функций между ее компонентами.

2. Системные параметры КС УКИС. Интерфейс и распределение функций между оператором и системой.

3. Конфигурация всех подсистем КС УКИС, образующих ее структуру. Сюда относятся документационно-информационная, техническая, программно-математическая и организационно-правовая составляющие структуры системы.

4. Структура базы данных и система управления БД, форматы обрабатываемых документов, лингвистические средства - информационно-поисковые языки, методики индексирования документов и запросов и др.

5. Ведомость конфигурации комплекса технических средств и их спецификация с указанием технических средств совместно используемых ИС и КС УКИС.

6. Состав и характеристика математических моделей, алгоритмов и программ с указанием совместно используемых в управляемой ИС и КС УКИС.

7. Схема функционирования КС УКИС и технологический процесс обработки данных и др.

8. Порядок взаимосвязи и взаимодействия технологических процессов обработки данных КС УКИС и управляемой ИС.

9. Должностные и рабочие инструкции персоналу КС УКИС.

10. Уточненное технико-экономическое обоснование проекта.

По результатам контрольных испытаний выполняется корректировка неправильных решений, дополняется недостающий материал в проектной документации и др. В проектной документации стиль описания результатов аналитических и экспериментальных работ зависит от многих факторов. Выбор стиля, в основном, зависит от содержания задачи, ее масштаба, значимости в общем комплексе задач проектирования и др.

На этапе рабочего проектирования (РП) проводится окончательная доводка тех вопросов, которые на этапе технического проектирования по определенным условиям не могли быть полностью решены. На данном этапе разрабатывается комплекс программ на основе алгоритмов, составленных на этапе технического проектирования. Уточняется структура баз данных, проводится корректировка унифицированных форматов документов, обрабатываемых в технологии КС УКИС.

На этом этапе проводятся тестирование программ, серия контрольных испытаний с обработкой реальных документов, анализируются результаты тестирования и экспериментальной обработки, необходимые корректировки программ. При необходимости выполняется корректировка решений технического проекта КС УКИС.

Следует отметить, что заметная доля трудозатрат РП приходится на доработку организационно-правовых документов - должностных и рабочих инструкций персоналу КС УКИС. Одним из основных документов является положение о выводе системы из нештатных ситуаций. В данном положении, в частности, приводится состав негативных ситуаций, которые могут возникнуть при эксплуатации КС УКИС. По каждой ситуации указываются конкретные процедуры и средства устранения ее последствий.

Методы и средства проектирования КС УКИС. Проектирование КС УКИС может выполняться по двум основным условиям. Первое условие предполагает, что проектированием системы занимается сторонняя фирма-разработчик. Эта фирма имеет штат высококвалифицированных профессионалов. Работа проводится на основании договора между фирмой-разработчиком и фирмой-заказчиком. Второе условие состоит в том, что разработка системы ведется силами штатных специалистов фирмы-заказчика.

При первом условии можно предполагать следующее. Будут соблюдаться стандарты проектирования и оформления документации. Разработка выполняется с использованием инновационных решений в данной области. На этапе внедрения фирма-разработчик, как правило, осуществляет авторское сопровождение проекта КС УКИС. Но вместе с тем сроки проектирования иногда затягиваются, создание системы плохо вписывается в ритм жизни фирмы-заказчика, и разработка может оказаться в определенных случаях малопригодной для конкретных условий фирмы-заказчика. Кроме того, фирма-заказчик вынуждена производить прямые финансовые затраты по договору с фирмой-разработчиком.

Второе условие также может иметь свои достоинства и недостатки. Компетентность штатных специалистов фирмы-заказчика позволяет им без задержек создавать проектные решения КС УКИС на основе хорошего знания специфики своей фирмы и эксплуатируемых ИС. Система сравнительно быстро осваивается и начинается её эксплуатация. Вместе с тем подготовка и оформление проектной документации, как правило, отстает, что затрудняет разработку и функционирование системы. Кроме того, отсутствие опыта у фирмы-заказчика в создании систем класса КС УКИС не обеспечивает применение в разработке инноваций, более того - увеличивает вероятность принципиальных ошибок в создании системы собственными силами. Попытки компенсировать это расхождение соблюдением проектной дисциплины не всегда приносит желаемый эффект.

При создании КС УКИС следует учитывать возможность компромиссного условия. Фирма-заказчик может пригласить консультанта по разработке КС УКИС на контрактной основе. Консультант выполняет сопровождение проекта путем консультирования и выдачи рекомендаций по принципиальным аспектам создания системы. Подобная форма взаимодействия может в определенной мере обеспечить плюсы и нивелировать минусы первого и второго условий создания КС УКИС. Конкретное решение по выбору вышеуказанных условий создания системы определяется многими факторами, в частности, финансовым состоянием фирмы-заказчика, наличием у нее штатных специалистов соответствующего профиля и квалификационного уровня, необходимыми сроками создания КС УКИС, наличием в данном или близлежащем регионе соответствующей фирмы-разработчика, специалистов-консультантов, режимом секретности фирмы и др.

В процессе проектирования и взаимодействия разработчику и заказчику приходится решать ряд проблем. Наблюдаются ситуации, когда проектировщику сложно получить полную и достоверную информацию для оценки требований к КС УКИС, которые формулирует заказчик. Вместе с тем заказчик не всегда имеет достаточные знания о разрабатываемой системе, чтобы объективно судить о возможности в полной мере реализации инноваций относительно системы. Специфичность систем такого класса как КС УКИС, в частности, сравнительно большой объем новых понятий, параметров, часто непонятна заказчику, а его попытки её искусственного упрощения не может удовлетворить разработчика системы. Посредством определенных аналитических методов можно решить некоторые из вышеуказанных вопросов. Для решения задач проектирования применяются соответствующие методы и средства. Среди них следует находить такие приемы, которые бы радикально решали задачи разработки КС УКИС. Одним из таких подходов является структурный анализ - способ изучения системы, который рассматривает систему как иерархическую структуру от её общего уровня до необходимого низшего [16,98,158]. Число уровней определяется спецификой рассматриваемой системы и её внешней среды. На каждом уровне обычно указывается от 3 до 6 компонентов. Выбираются только существенные компоненты КС УКИС, взятые в контексте тех операций, которые можно проводить над компонентами. Применяются формальные правила записи элементов информации, составления спецификации системы, последовательное приближение к результату решения задачи.

Структурный анализ использует несколько принципов, в частности, принцип декомпозиции и принцип иерархического упорядочения. Первый принцип заключается в решении вопросов структуризации функциональных задач системы путем их разбиения на множество меньших независимых задач, которые легче понимать и решать. Второй принцип заключается в том, что внутреннее строение компонентов системы очень существенно для изучения при детальном и формализованном их описании. В данном случае понятность существенно улучшается, если компоненты системы представляются в виде иерархической структуры. Речь идет о целесообразности сочетания обоих принципов.

На этапе предпроектного обследования используются методы изучения фактического состояния существующей (традиционной) системы управления качеством ИС, технологического процесса обработки данных. Эти методы направлены на сбор полной и точной информации об объекте изучения с наименьшими затратами ресурсов (таблица 1.2), в частности, устный или письменный опрос, анкетирование, наблюдение, измерение и оценка, обсуждение промежуточных результатов, анализ производственных, управленческих и информационных процессов и др.

Методы формирования задаваемого состояния связаны с теоретическим обоснованием всех составных частей КС УКИС с учетом целей, требований и условий заказчика. Сюда можно отнести дескриптивное, математическое и компьютерное моделирование процессов управления качеством, структурное проектирование, декомпозицию, анализ технологии и др.

Методы графического отображения фактического и задаваемого состояний используют для наглядного представления объектов и процессов блок-схемы, графики, рисунки, чертежи, эскизы, диаграммы и др. Графические средства являются неотъемлемой частью любого проекта. Их состав и количество определяется особенностями каждого этапа проектирования.

Проектные работы требуют сравнительно значительного объема средств различного характера - временных, трудовых, финансовых и др. В соответствии с принципом автоматизации СКИС одним из перспективных средств рационализации проектирования следует рассматривать автоматизацию системы проектирования КС УКИС. За последнее десятилетие в области проектирования сформировалось новое направление, так называемая «программная инженерия» или CASE-технологии (Computer-Aided Software/System Engineering) [16]. CASE-технологии - это совокупность методов анализа, проектирования, разработки и сопровождения АИС, поддержанной комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. CASE может быть применено как средство для системных аналитиков, разработчиков и программистов, обеспечивающее автоматизацию процессов проектирования КС УКИС различного класса и назначения.

Основной целью CASE-технологии является максимально автоматизировать процесс разработки и отделить процесс проектирования от кодирования программных средств КС УКИС. В большей части современных CASE-технологиях применяется методология структурного анализа, основанная на описании модели проектируемой системы в виде графов, диаграмм, таблиц и схем. К числу достоинств CASE-технологии следует отнести следующие:

1. Улучшение качества создаваемых КС УКИС за счет автоматизированной подготовки программных средств и других проектных решений.

2. Создание прототипа будущей КС УКИС за короткое время, что позволяет на ранних этапах создания провести оценку ожидаемого результата.

3. Ускорение процесса проектирования и построения КС УКИС.

4. Снижение объема рутинной работы разработчика, освобождая его время для творческой работы над проектом.

5. Поддержка развития и сопровождение разработки КС УКИС.

6. Поддержка технологии повторного использования компонентов проекта.

Подавляющая часть существующих методов объектно-ориентированного анализа и проектирования (ООАП) включает как язык моделирования, так и средства описания процессов моделирования. Язык моделирования представляется совокупностью графических объектов, применяемых в моделях. Нотация выступает как синтаксис языка моделирования. Процесс же отображает шаги, которые следует выполнять при разработке проекта. Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) версии 1.1 принят OMG (Object Management Group) - организацией по стандартизации объектно-ориентированных методов и технологий в качестве стандарта в 1997 году [16]. Этот язык практически используется всеми компаниями-разработчиками программных средств - IBM, Microsoft, Oracle Sybase и др. UML может быть эффективно использован для определения, представления, проектирования и документирования программных, организационных, экономических, технических и других средств в решении широкого класса задач СКИС.

В функциональном плане UML обладает широким набором диаграмм и может быть применен для отображения моделей различных компонентов КС УКИС:

· диаграммы вариантов использования - для моделирования требований к КС УКИС;

· диаграммы классов - для моделирования статистической структуры классов КС УКИС и связей между ними;

· диаграммы поведения системы - для моделирования отображения функционального состояния системы;

· диаграммы взаимодействия - для моделирования процесса обмена сообщениями между компонентами КС УКИС, например, на уровне взаимодействия ТПОД. Существуют два вида диаграмм взаимодействия: диаграммы последовательности и кооперативные диаграммы;

· диаграммы состояний - для моделирования поведения объектов КС УКИС при переходе из одного состояния в другое;

· диаграммы деятельностей - для моделирования поведения КС УКИС в рамках различных вариантов использования или моделирования функционирования;

· диаграммы реализации состоят из диаграмм компонентов системы и диаграммы размещения - для моделирования физической архитектуры КС УКИС.

Каждая из указанных видов диаграмм может быть применена для отображения состояния КС УФИС на различных этапах проектирования. Так, например, посредством кооперативных диаграмм можно отразить схему взаимодействия компонентов КС УКИС. Экземпляры компонентов показываются здесь в виде пиктограмм. Стрелки между ними показывают сообщения, обмен которыми осуществляется в контуре определенного варианта КС УКИС. Принимаемые схемы нумерации обозначают взаимосвязь между операциями, например, какая операция вызывает последующую операцию.

При условии полного завершения работ по проектированию начинается стадия построения системы. «Построение КС УКИС - это совокупность информационно-технологических, программно-математических и организационно-технических мероприятий по реализации проекта КС УКИС». В состав мероприятий входит решение задач финансового, информационного, технического, программного, организационного характера. В соответствии с проектными установками должны быть решены следующие задачи:

1. Определение источников финансирования и выделение средств на закупку необходимого оборудования, предусмотренного проектом, например, «Ведомость спецификации оборудования КС УКИС».

2. Выбор поставщиков и заключение контрактов на поставку оборудования.

3. Выделение помещения для дислокации КС УКИС и его подготовка к монтажу оборудования с учетом дислокации оборудования управляемой ИС.

4. Размещение, сборка, монтаж, настройка оборудования КС УКИС в соответствии с проектом.

5. Подбор, организация и обучение категорий штатного персонала КС УКИС выполнению соответствующих работ по обеспечению функционирования системы.

6. Выполнение работ по проверке качества оборудования (контроль, тестирование). При условии обнаружения дефектов - оформление и предъявление рекламаций к поставщикам.

7. Инсталляция программного обеспечения и выполнение работ по тестированию программного комплекса системы. При условии обнаружения дефектов - принятие мер по их устранению.

8. Наполнение базы данных, решение контрольных примеров по всему комплексу задач системы в соответствии с проектом. При условии обнаружения недостатков - принятие мер к их устранению. Если недостатков не обнаружено - подготовка документов для сдачи КС УКИС в опытную эксплуатацию.

На основании проведенного синтеза КС УКИС и в соответствии с разработанной методикой синтеза дефиниций понятий можно дать трактовку дефиниции центрального понятия рассматриваемой нами предметной области. «Комплексная система управления качеством информационной системы - это совокупность процессов, методов и средств информационного, технического, программного и организационно-правового характера по многоаспектному регулированию качества информационной системы и выдаваемой ею результатной информации в соответствии с установленными требованиями».

Разумеется, что вышеперечисленный состав и характер задач и их последовательность отражают общий подход к построению системы. Каждое конкретное воплощение КС УКИС будет иметь свою специфику по характеру задач и последовательности их решения. Особенности построения будут определяться характером управляемых ИС, их количеством, уровнем применения ИС, режимом функционирования, объемом финансирования и др.

Этапы дескриптивного и математического моделирования КС УКИС рассмотрены в главах 2 и 3. Фазы функционирования и ликвидации жизненного цикла КС УКИС остаются здесь без рассмотрения по причине их не принципиального отличия от аналогичных фаз ЖЦ ИС, описание которых имеется в [117].

Выводы

1. Синтез КС УКИС проводится в соответствии с разработанной моделью структурно-параметрического синтеза на методологической основе СКИС, комплексе дескриптивных, математических и машинных моделей, полученных в результате теоретических и экспериментальных работ.

2. Синтез сочетается с анализом и предусматривает определение для КС УКИС системообразующих признаков: цель, задачи, функции, структура, технология функционирования и обработки данных, оценки качества системы, включая эффективность и др.

3. Выявленное в ходе исследования свойство метаинформационности КС УКИС позволяет при её построении достичь в определенной мере экономии ресурсов. Данное условие существенно повышает эффективность КС УКИС по сравнению с системами управления качеством в области промышленного производства. Экономия ресурсов в данном случае проводится за счет использования в контуре КС УКИС средств управляемой информационной системы, а именно, определенного состава исполнителей, информационных компонентов, программных и технических средств.

Свойства КС УКИС, в частности, метаинформационность, позволяют идентифицировать её как информационную систему нового класса, то есть информационно-управляющую систему, объектом управления которой может быть одна или несколько ИС.

4. Жизненный цикл КС УКИС не имеет принципиальных отличий от жизненного цикла управляемой ИС. Отсюда методы и средства, применяемые для исследования, проектирования, построения и эксплуатации ИС могут быть отнесены в определенной мере к указанным этапам жизненного цикла КС УКИС. Имеющиеся различия обусловлены, прежде всего, соотношением субъекта и объекта в контуре управления качеством ИС.

5. Эффективность решения задач проектирования КС УКИС улучшается при условии соблюдения принципа автоматизации СКИС. Одним из средств автоматизации проектирования КС УКИС следует рассматривать программную инженерию - CASE-технологии.

6. На основе модели СКИС и схемы функционирования КС УКИС можно выполнить синтез взаимодействия технологических процессов обработки данных КС УКИС и управляемой ИС. В оперативном управлении качеством ИС основную нагрузку выполняет технологический процесс обработки данных КС УКИС. Эффективным средством постоянного развития КС УКИС можно признать наличие обратной связи, в частности, между абонентами управляемой ИС и администратором КС УКИС.

7. Качество технологического процесса обработки данных КС УКИС существенно улучшается при наличии программ контроля достоверности и полноты данных, в частности, алгоритма и соответствующей программы автоматического исправления дефектов в обрабатываемых данных.

Заключение